中空纤维膜因其装填密度大、易于生产和操作等优点已经被广泛应用于污水处理和再回收领域。但是，膜污染是影响中空纤维膜广泛应用的一个关键因素。因此，发展一种实时在线的污染监测技术来研究膜污染机理，为污染控制及膜组件设计优化提供一种量化方法，具有重要的研究意义。本文采用超声技术和小波分析系统研究了中空纤维膜污染过程和分布状态。　　 首先，建立超声时域反射法(UTDR)在线监测单根聚醚砜中空纤维微滤膜污染的方法，对10MHz超声探头监测中空纤维膜过程的分辨能力进行研究。结果显示：超声波能够清晰地辨别出单根中空纤维膜各个两相界面的超声反射信号；在污水处理过程中，随着污染的进行，中空纤维膜内上表面和内下表面的超声反射信号在时间区域内发生了有序移动、振幅区域内不断地增长。超声反射信号这种有序变化与污染物在膜内的吸附、沉积以及污染层的生长有着良好的对应关系。此外，超声监测结果表明，由于重力作用中空纤维膜内下表面的污染层比内上表面的致密。而且由于较低的剪切速率，在10.0cm/s流速下污染物的沉积速率比16.7cm/s流速下的要快，形成的污染层也比较厚。　　 其次，建立AGU-Vallen小波变换技术分析中空纤维膜超声信号的方法。小波谱图能够提供中空纤维膜内部结构和污染过程的清晰图片，实现了膜污染在线监测过程的可视化。随着污染的进行，小波谱图上中空纤维膜断面上部和下部的信号持续时间在时间区域内发生了有序移动。SEM观察显示，污染420分钟后中空纤维膜内腔下表面形成的污染层比内腔上表面的污染层厚。这与通过小波谱图信号持续时间变化计算得出的结果一致。小波谱图的这种有序变化与污染物在膜表面的沉积以及污染层的生长有着良好的对应关系。　　 最后，采用超声波和小波分析技术在线研究了单根外压式中空纤维膜处理含油废水时的膜污染行为。实验中将三个频率为10MHz的超声波探头安装在中空纤维膜组件的外侧，用以监测中空纤维膜组件内部膜污染的分布情况。结果显示：在污染初期，由于浓差极化现象和柴油在靠近膜组件进口处中空纤维膜上的快速沉积，膜通量迅速下降。小波分析显示污染物在靠近膜组件进口处的中空纤维膜的沉积量远远大于其它部分的沉积量，这主要足由于油滴的惯性作用和膜组件壳层的流体动力学效应所引起的。实验停止后，超声技术在线监测并量化了柴油污染层的扩散现象，并推断其依次为污染层松弛、扩散和消失行为。　　 综上所述，该结果可以为中空纤维膜过滤系统的组件设计优化和清洗策略研究提供一种有效的量化方法。